Node.js 的事件循环（Event Loop）详解

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Node.js 的事件循环（Event Loop）是其非阻塞I/O和高并发能力的核心机制，它基于JavaScript的单线程异步执行模型。事件循环允许Node.js在不创建额外线程的情况下处理并发操作，特别是对于I/O密集型任务非常有效。以下是事件循环的基本组成部分和工作流程，以及一个简单示例来帮助理解。

一、事件循环阶段

事件循环可以大致分为以下几个阶段：

1. Timers（定时器）：处理setTimeout和setInterval的回调。
2. I/O Polling（I/O轮询）：检查是否有已完成的I/O操作，如文件读写、网络请求等，如果有，则执行相应的回调。
3. Idle, Prepare（空闲、准备）：内部操作，对外部透明。
4. Check（检查）：处理setImmediate的回调。
5. Close Callbacks（关闭回调）：处理如socket.on('close', ...)这类关闭事件的回调。

完成所有阶段后，事件循环会再次从Timers阶段开始，不断循环，直到没有更多的任务需要处理。

二、循环示例代码

下面的示例代码演示了

setTimeout

、

setImmediate

在事件循环中的执行顺序，帮助理解它们之间的区别。

const fs =require('fs');const{ promisify }=require('util');const readFile =promisify(fs.readFile);asyncfunctionmain(){
  console.log('Start');// 使用setTimeout模拟定时器任务setTimeout(()=>{
    console.log('setTimeout callback');},0);// 使用setImmediate模拟立即执行但排队在I/O之后的任务setImmediate(()=>{
    console.log('setImmediate callback');});// 模拟一个I/O操作try{awaitreadFile('test.txt','utf8');
    console.log('File read');}catch(err){
    console.error(err);}

  console.log('End of main function');}main();

三、输出分析

假设

test.txt

文件存在且读取成功，可能的输出如下：

Start
End of main function
File read
setImmediate callback
setTimeout callback

这是因为：

• Start首先打印。
• setTimeout虽然设置了0延迟，但它仍会被放入Timers队列，不会立即执行。
• setImmediate被安排在Check阶段执行。
• readFile是一个I/O操作，事件循环会先进入I/O Polling阶段，等待该操作完成，因此File read在setImmediate callback之前打印。
• End of main function紧接着主函数执行完毕后打印，此时事件循环有机会处理Timers队列中的setTimeout回调。
• 由于没有其他I/O操作正在进行，事件循环继续进行，处理Check阶段的setImmediate回调。

注意，实际的输出可能会因为Node.js版本、操作系统等因素略有不同，但基本原理不变。理解事件循环对于写出高效、可预测的Node.js应用至关重要。